在连续体元素中定义钢筋

二维或三维连续(实体)元素可以包含钢筋;钢筋不能为 以三角形、棱柱形、四面体或无限元素定义。如果为 triangular 或 需要楔形单元,可以使用折叠的四边形或砖体单元。是 折叠包含 Rebar 的图元时要小心。请务必检查 钢筋的位置和方向正确。

钢筋定义为单根钢筋或分层。在后一种情况下,该层是一个表面 在每个元素中;您可以在表面中提供钢筋方向。

在平面和轴对称连续体元素中定义钢筋层

默认情况下,钢筋形成一个层,该层位于与 模型的 plane。您定义此钢筋表面与 的平面相交的线 模型,如下所述。

钢筋在钢筋表面内的方向是通过给出一个角度来定义的,在 度,位于模型平面中的交点线和钢筋之间。这 角度是在物理三维空间中测量的,而不是在等参空间中测量的。有关详细信息,请参阅二维钢筋建模。这 沿交点线的正方向是从较低编号到较高编号 相交的元素边缘,正角度表示钢筋向下定向 模型的平面(其中平面平行于 z 轴 平面应变分析或θ-axis 进行轴对称分析),如图 9 所示。

图 9.平面和轴对称实体单元中钢筋的方向。1750233906608.jpg如果在轴对称中为钢筋指定了非 0 或 90° 的方向角 元素,则假定元素中的钢筋是平衡的(即 一半的钢筋位于指定的角度α另一半在角度).

定义等参钢筋

对于等参钢筋,钢筋层与 model 将位于元素中常数等参线的映射上。你 指定包含钢筋的元素;每根钢筋的横截面积 A;钢筋间距 s;这 钢筋方向,α(如上所述);边的小数距离 f( 边缘和钢筋之间的距离与穿过元素的距离);和 定义钢筋的边缘编号。此外,对于轴对称元素 您可以指定测量钢筋间距的径向位置。

如果为轴对称中的钢筋提供了钢筋间距的径向位置 元素,则钢筋的总横截面积将保持恒定,因为径向 位置变化;此行为对应于随着 R 的增加而保持不变的钢筋数量;即钢筋涂抹层的厚度 随着 r 的增加而降低。如果钢筋的径向位置 spacing 被省略(或设置为零),则 Abaqus 假定钢筋的间距保持不变;的 相应的涂抹层保持固定,以便t=一个/s.

图 10 显示了等参钢筋的示例。

图 10.实体图元中的等参钢筋层定义。
1750233896679.jpg

在元素的等参映射中,钢筋线平行于以下之一 元素的边缘。在此图中,可以使用边缘 1 或 3 定义钢筋层 A 的线,并且可以定义钢筋层 B 按边 2 或 4。钢筋层 A 与边缘 1 的距离分数是比率f1=L一个⁢2/L2=L一个⁢4/L4;或者,可以从 Edge 定义层 A 3,以便f3=1.-L一个⁢2/L2=1.-L一个⁢4/L4.

输入文件使用情况

使用以下选项定义 planar 和 Axisymmetric Continuum 元素:

REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat,GEOMETRY=ISOPARAMETRIC

定义倾斜钢筋

对于倾斜钢筋,钢筋层与模型平面的交点可以 与元素的任意两条边相交。您可以指定包含钢筋的元素; 每根钢筋的横截面积 A;钢筋间距 s;和钢筋方向α(如上所述)。此外,对于轴对称元素,您 指定测量钢筋间距的径向位置。您还可以指定 沿单元边缘的分数距离,距第一个 对于所有边缘,边缘的节点(如图 11 所示)到钢筋层与边缘相交的位置。仅两个值 对应于钢筋相交的两条边可以是非零。

图 11.在实体图元中倾斜钢筋层定义。
1750233882625.jpg

图 11 显示了倾斜钢筋的示例。在元素的等参映射中,直线 的钢筋与两个图元边缘相交。交点的定位方式为 定义沿每个相交边的分数距离。在此图中,钢筋层 A 由比率定义f1=L一个⁢1/L1沿边 1 和比率f2=L一个⁢2/L2沿边 2。钢筋层 B 由 率f3=LB⁢3/L3沿边 3 和比率f4=LB⁢4/L4沿边 4。

在连续元素中定义倾斜钢筋可以显著增加 Abaqus/Explicit 分析的运行时间。在大多数情况下,该元素的稳定时间增量将为 由钢筋的稳定时间增量确定,该增量与钢筋成正比 长度。钢筋长度由包括钢筋表面位置在内的因素决定 在元素中,钢筋间距、钢筋面积和钢筋方向位于 钢筋表面。如果连续体元素中的倾斜钢筋定义为与连续体元素相交 两个相邻的图元边缘,则生成的钢筋长度可能远小于 平均单元边长,从而产生非常小的单元稳定时间 增加。

输入文件使用情况

使用以下选项定义 planar 和 Axisymmetric Continuum 元素:

REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat, GEOMETRY=SKEW

在二维轴对称和广义平面应变中定义单根钢筋 Continuum 元素

您可以在轴对称和广义平面应变连续体中定义单根钢筋 元素。在这种情况下,假定钢筋与 模型 (Model) - 广义平面应变单元或环的厚度方向 direction 的 Direction 进行配置。

钢筋与模型平面的交点由分数 沿常等参线交集的边 1 和 2 的距离,其中 穿过钢筋位置(参见图 12)。分数距离是从图 12 中列出的第一个边缘节点开始测量的。

图 12.实体图元中的单根钢筋。
1750233872446.jpg

您可以指定包含钢筋的元素;每根钢筋的横截面积 A;以及定位钢筋的 元素中的位置,f1f2.

输入文件使用情况

使用以下选项在轴对称和广义中定义单根钢筋 平面应变连续体元件:

REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat, SINGLE

在 3D 连续体元素中定义钢筋层

默认情况下,三维连续元素中的钢筋定义为层 躺在表面。面最容易相对于等参定义 映射的 cube 值。因此,您必须考虑如何定义钢筋 在生成网格之前;如果在设计时未考虑钢筋表面 钢筋网、钢筋定义可能非常低效。

在等参映射立方体中,钢筋表面始终具有两条边(与一条相对) 另一个)的 Alpha Mc.等参方向为 定义如图 13 所示。指定此等参方向 (1、2 或 3)。

图 13.三维的等参方向和边定义 元素。
1750233865252.jpg

元素的特定面,垂直于此等参方向 在等参映射立方体中,用于定义 表面;面在图 13 中定义,其中面的边缘也被定义。

如果定义了等参钢筋,则钢筋表面的两条边 parallel to the user specified isoparametric direction 将平行于以下 其他两个等参方向;在等参映射的立方体中,一个等参 坐标在钢筋表面上是恒定的。图 14 通过包含两层等参钢筋的元素说明了这一概念。

图 14.具有两层等参钢筋的图元。
1750233853399.jpg

每个表面的位置由距图 13 中定义的面边缘的分数距离 f 给出,用于所选的等参方向;您必须指定 测量分数距离。

如果定义了倾斜钢筋,则钢筋表面的两个边(不平行于 用户指定的等参方向通常不平行于另一个方向 isoparametric directions (等参方向)。钢筋表面的这两个边缘的位置是 由钢筋表面与相交面的边缘的交点指定, 在图 13 中定义,对于所选的等参方向;交集由分数 距离 f 沿面的每条边。(请注意,分数 距离是沿倾斜钢筋的边缘的距离;用于等参 钢筋分数距离是从边缘开始测量的。 沿边的小数距离是从边的第一个节点开始测量的。都 必须给出四个分数距离,但只有两个不能为非零。

取向角α,在 等参映射立方体;它以度为单位,是 钢筋表面与所选等参方向的面的交点,并且 钢筋。交点线的正方向是从较低编号开始 edge 设置为编号较高的 edge;钢筋的正方向指向 元素。图 15 显示了一个示例。方向角在等参映射立方体的钢筋层中定义; 因此,等参钢筋和斜钢筋的定义相同。

图 15.三维倾斜钢筋建模的方向示例,等参 方向 2.显示在映射的等参元素中。
1750233843554.jpg

如果钢筋层在物理空间中不是平坦的,则每个 集成点可能有所不同。由于只能定义一个方向 angle per element,则必须使用元素的平均值 orientation angle;为 合理的网格,此近似值不会对结果产生显著影响。

定义等参钢筋

您可以指定包含钢筋的元素;每根钢筋的横截面积 A;钢筋间距 s;这 钢筋方向,α(如上所述);分数距离 f, 从边缘;测量分数距离的边的编号; 以及钢筋表面的等参方向。

输入文件使用情况

使用以下选项可在 三维连续体元素:

REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat,GEOMETRY=ISOPARAMETRIC

示例:等参钢筋

例如,以下输入定义图 14 中所示的等参钢筋:

HEADINGISOPARAMETRIC REBARNODE
 1,  0.,  0.
 2, 10.,  0.
 3, 10.,  5.
 4,  0.,  5.
 5,  0.,  0.,  7.5
 6, 10.,  0., 12.5
 7, 10.,  5., 12.5
 8,  0.,  5., 7.5ELEMENT, TYPE=C3D8R, ELSET=ONE
 1,1,2,3,4,5,6,7,8REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=STEEL, GEOMETRY=ISOPARAMETRIC, NAME=LAYER_A
 ONE,.04,2.5,49.32628,0.25,4,2REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=STEEL, GEOMETRY=ISOPARAMETRIC, NAME=LAYER_B
 ONE,.04,1.,63.43494,0.5,3,2MATERIAL, NAME=STEELELASTIC
 30.E6,
 …

钢筋层 A 和 B 是使用 isoparametric direction 2.从图 13 中,必须给出各层相对于节点为 1-5-6-2 的面的位置。

定义层 A 与该面的交点位置的分数距离可以从边 4(节点为 2-1 的边)开始测量 沿边 3(带有节点 6-2 的边),如图 14 所示。对于层 A,f4=.25.它也可以从边 2(节点为 5-6 的边)给出,这样f2=1.0-f4=.75.

定义物理空间中层 A 的钢筋方向 通过一个角度,β,对于图层 A,等于 30°。此角度必须为 变换为等参映射立方体中的相应角度。这 转换可以按如下方式完成:考虑与 相交线(如上所述)和相邻边缘(参见图 16)。

图 16.定义等参钢筋的示例。

1750233372838.jpg

从图鞣β=X/S鞣⁡β=X/S.沿相交线的钢筋层的长度为 L,相对边缘的长度为 W。 考虑等参映射立方体中钢筋层中的相同钢筋。这 取向角 /αα,由下式给出鞣α=x/s鞣⁡α=x/s哪里x=2X/Wx=2⁢X/W和s=2S/Ls=2⁢S/L.(包括 2 是因为等参映射的立方体是 2 × 2 × 2 个立方体。这个表达式可以简化为给出

image.png


对于层 A,L=10.0778,W=5.W=5.,β=30∘和α=49.33∘哪里αα是必须指定的方向角。

定义图层 B 与该面的交点位置的分数距离可以从边 3(具有节点 6-2 的边)开始测量;f3=.5.它也可以从边 1(带有节点 1-5 的边)开始测量,例如 那f1=1.0−f3.钢筋中层 B 的方向角度 层为 45°。在等参映射的立方体中L=10.,W=5,β=45∘和α=63.43∘.

由于等参钢筋层始终位于两个等参方向上, 可以给出一个替代但等效的定义。例如,图层 A 也位于等参方向 1 上,相交 具有节点 1-4-8-5 的面。图层 A 的分数距离 从边 1(具有节点 1-4 的边)开始测量,为f1=.25.交点线的正意义是从边 2 (边 节点 4-8)到边 4(边节点 5-1);因此β=120∘,L=5.,W=10.077和α=139.32∘∘.

层 B 也位于等参方向 3 上,其中 具有节点 1-2-3-4 的相交面。图层 B 的小数距离(从边 2(具有节点 2-3 的边)开始测量)为f2=.5.相交线的正意义是从边 1 开始(边 节点 1-2)到边 3(边有节点 3-4);因此, 物理空间中的 rebar 为β=135∘,L=5.,W=10.和 isoparametric 映射的立方体α=153.43∘.

定义倾斜钢筋

您可以指定包含钢筋的元素;每根钢筋的横截面积 A;钢筋间距 s;这 钢筋方向,αα(如上所述);和等参方向。另外 为每条边指定沿单元边的小数距离 F 图 13 中定义的相交面。只有与钢筋相交的两条边对应的值才能为 零。

输入文件使用情况

使用以下选项定义三维倾斜钢筋层 连续体元素:

REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat, GEOMETRY=SKEW

示例:倾斜钢筋

例如,以下输入定义了图 17 中所示的倾斜钢筋:

图 17.定义倾斜钢筋的示例。
1750233812202.jpg
HEADINGNODE
 1,  0.,  0.
 2, 10.,  0.
 3, 10.,  5.
 4,  0.,  5.
 5,  0.,  0.,  7.5
 6, 10.,  0., 12.5
 7, 10.,  5., 12.5
 8,  0.,  5., 7.5ELEMENT, TYPE=C3D8R, ELSET=ONE
 1,1,2,3,4,5,6,7,8REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=STEEL, GEOMETRY=SKEW, NAME=LAYER_A
 ONE, .04, 2.5, 55.28, , 2
 .2, 0., .4, .0MATERIAL, NAME=STEELELASTIC
 30.E6,
 …

使用等参方向 2 定义钢筋层。相交面为 在图 13 中定义,并且具有节点 1-5-6-2。钢筋层的位置由其交点给出 与这张脸的边缘;分数距离f1和f3所示的 17 中。方向角β的钢筋在物理空间中为 30°。遵循相同的过程 用于计算α如对等参数钢筋的描述,L=12.5,W=5.和等参映射立方体中的方向角α为 55.28°。

在三维连续体元素中定义单个钢筋

您可以在三维连续元素中定义单个钢筋;在这种情况下, 假定 rebar 沿图元的等参方向之一放置。这 然后,通过它与相交面的交点(在图 13 中定义)来定位 rebar。常等参线与 相交面由沿边 1 和 2 的分数距离给出,从 每个边的第一个节点,如图 12 所示。

您可以指定包含钢筋的元素;每根钢筋的横截面积 A;定位钢筋的 元素中的位置,f1和f2;和等参方向。给出分数距离 对于所选的等参方向,相对于边 1 和边 2,如图 13 所示。

输入文件使用情况

使用以下选项可在三维连续体中定义单根钢筋 元素:

REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat, SINGLE


文档最后更新时间:2025-06-18    未解决你的问题?请到「问答社区」反馈你遇到的问题;   「申请正版试用」

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